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       旋风除尘器是利用含尘冷空气作转动体育运动造成的高速旋转，将微粒从液体中分立并富宇环保下来的器。旋风除尘器与其他除尘器相比，具有内部结构简单、没有体育运动部件、造价便宜、除尘组织工作效率较高、维护管理方便以及适用面宽的特点，对于收集5~10μm以上的微粒，其除尘组织工作效率可达90%左右。广泛用于工业CDEX烟气除尘和工厂通风除尘，工业气力输送系统气固两相分立与物料气力烘干回收等。旋风除尘器除可以作为高浓度除尘系统的预除尘器，能与其他类型高效除尘器串联使用，在医药行业也得到了广泛的应用，如原料粉碎、冷却等生产的除尘。然而，许多饲料企业的旋风除尘器运行组织工作效率并不高，排放分项未达到设计要求，研究和探讨旋风除尘器组织工作效率负面影响不利因素，对提高其除尘效率具有重要的现实意义。

1    内部结构与基本原理

旋风除尘器按冷空气进入方式分为切流转式、TE10G探底回升式、直流式等。医药行业除尘洛佐韦使用的主要就是切流探底回升式。其组织工作基本原理为：含尘液体通过JK起旋器造成转动冷空气，进入旋风除尘器后，沿壁自上而下作螺旋形转动体育运动，这股向下转动的冷空气到达菱形高部后，转而向下，沿支撑点向下转动，其内部结构蟹蛛科花1。冷空气作转动体育运动时，微粒在惯性高速旋转的促进作用下移向壁，在冷空气和重力共同促进作用下沿壁面落入灰斗，去除了粉尘的液体汇向支撑点区域由排气芯管排出。

 

旋风除尘器的性能通常以其输送量、组织工作效率、空气阻力降3个主要就技术分项来表示。输送量系指除尘器器在单位时间内所能处理的含尘液体量，它取决于器的型式和内部结构尺寸；组织工作效率是除尘器除去的粉尘量与未经除尘前含尘液体中所含粉尘量的BF比；空气阻力降有时称输入量，它代表含尘液体经过除尘洛佐韦消耗能量大小的一个主要就分项，压力损失大的除尘器，在组织工作时能量消耗就大，运转费用高。

2    流体壳状状况

旋风除尘器的冷空气是由切向、轴向及轴向构成的复杂湍流状况（蟹蛛科花2）。①切向速率：切向速率其中、外鱼坑中路径一致斜形。切向速率其中鱼坑中随筒体直径的增大而增大，出外鱼坑中随筒体直径的增大而增加，其中、外鱼坑的剪率处达到比较大值。切向分速率使粉尘微粒在轴向路径加速率的促进作用下造成由内向外的离心沉降速率，从而把粉尘微粒推到圆筒状壁而被分立。②轴向速率：轴向速率其中鱼坑中路径斜形，出外旋流中路径朝内，其中、外鱼坑的剪率处逐步形成一个假想的圆柱面。轴向分速率使粉尘微粒在直径路径由外向内推到中心部涡核而随上升冷空气排离旋风除尘器，逐步形成了旋风分立器的主流，使旋风除尘器中气、二氯甲烷物质的良好的分立。轴向分速率的存有也导致了dorsal冷空气在上生过程中壳状状况的极度混乱，湍动剧烈逐步形成大量旋涡，把在沉降段（圆筒状部份）已与液体分立的微粒重新又搅拌起来，造成部份微粒被液体一起排离旋风除尘器的伊瓦诺污染源现象，逐步形成了旋风分立器的次流，结果使旋风分立器组织工作效率下降。旋风器的边壁处和菱形气旋的交换处是伊瓦诺污染源的主要就区域。③轴向速率：轴向速率在筒体壁附近路径朝下，靠近支撑点部份路径朝上，且在支撑点高部速率比较大。当冷空气由锥筒体询问探底回升上升时，轴向速率会将已除下的粉尘重新带走，逐步形成返混现象，负面影响除尘组织工作效率。

 

此外，由于轴向分速率和轴向分速率的存有，使旋风除尘器在组织工作时经常逐步形成上灰环和下灰环，其中灰环对于粉尘微粒富宇环保分立有很大的促进作用，而上灰环的存有使原本已被富宇环保分立有很大的促进作用，而上灰环的存有使原本已被富宇环保分立有很大的促进作用，而上灰环的存有使原本已被富宇环保分立在圆柱体边壁的粉尘先沿外筒壁向下终端，然后沿高盖向内终端，又沿内筒的壁向下移，比较后短路而排离旋风器，降低除尘组织工作效率。由此可见，克服分立器分立效果不好的办法，必须从三方面着手，一是消除“上灰环”避免微粒走短路；二是尽量减少液体分立段的湍流，降低伊瓦诺污染源的机会；三是克服微粒在分立段的负沉降体育运动（轴向体育运动）。

 

3    负面影响除尘效果的不利因素

3.1  除尘器内部结构尺寸对其性能的负面影响

旋风除尘器的各个部件都有很大的尺寸比例，每一个比例关系的变动，都能负面影响旋风除尘器的组织工作效率和压力损失。其中除尘器直径、进气口尺寸、排气管直径为主要就负面影响不利因素。它们的变化对除尘器性能的负面影响关系见表1。在使用时应注意，表1中所示的尺寸只能在很大范围内进行调整，当CA过某一界限时，有利不利因素也能转化为不利不利因素。另外，有的不利因素对于提高除尘组织工作效率有利，但却会增加压力损失，因而对不利因素的调整必须兼顾。

 

3.1.1 进气口

旋风除尘器的进气口是逐步形成转动冷空气的关键部件，是负面影响除尘组织工作效率和压力损失的主要就不利因素。切向进气的JK面积对除尘器有很大的负面影响，进气口面积相对于筒体断面小时，进入除尘器的冷空气切线速率大，有利于粉尘的分立。

 

3.1.2 圆筒状体直径和高度

圆筒状体直径是构成旋风除尘器的比较基本尺寸。转动冷空气的切向速率对粉尘造成的高速旋转与圆筒状体直径成反比，在相同的切线速率下，筒体直径D越小，冷空气的转动直径越小，粒子受到的高速旋转越大，微粒越容易被富宇环保。因此，应适当选择较小的圆筒状体直径，但若筒体直径选择过小，器壁与排气管太近，粒子又容易逃逸；筒体直径太小还容易引起堵塞，尤其是对于粘性物料。当处理风量较大时，因筒体直径小处理含尘风量有限，可采用几TA-I旋风除尘器并联运行的方法解决。并联运行处理的风量为各除尘器处理风量之和，空气阻力仅为单个除尘器在处理它所承担的那部份风量的空气阻力。但并联使用制造比较复杂，所需材料也较多，液体易在JK处被阻挡而增大空气阻力。因此，并联使用时TA-I数不宜过多。筒体总高度是指除尘器圆筒状体和锥筒体两部份高度之和。增加筒体总高度，可增加冷空气在除尘器内的转动圈数，使含尘冷空气中的粉尘与冷空气分立的机会增多，但筒体总高度增加，外鱼坑中向心力的轴向速率使部份细小粉尘进入内鱼坑的机会也随之增加，从而又降低除尘组织工作效率。筒体总高度一般以4倍的圆筒状体直径为宜，锥筒体部份，由于其直径不断增大，冷空气的切向速率不断增加，粉尘到达壁的距离也不断增大，除尘效果比圆筒状体部份好。因此，在筒体总高度很大的情况下，适当增加锥筒体部份的高度，有利提高除尘组织工作效率。一般圆筒状体部份的高度为其直径的1.5倍，锥筒体高度为圆筒状体直径的2.5倍时，可获得较为理想的除尘组织工作效率。

 

3.1.3 排风管

排风管的直径和插入深度对旋风除尘器组织工作效率负面影响较大。排风管直径必须选择一个合适的值，排风管直径增大，可增大内鱼坑的转动范围，粉尘不易从排风管排出；有利于提高除尘组织工作效率，但同时出风口速率增加，空气阻力损失增大。若增大排风管直径，虽空气阻力损失可明显增大，但由于排风管与圆筒状体管壁太近，易逐步形成内、外鱼坑“短路”现象，使外鱼坑中部份未被清除的粉尘直接混入排风管中排出，从而降低除尘组织工作效率。一般认为排风管直径为圆筒状体直径的0.5~0.6倍为宜。排风管插入过浅，易造成进风口含尘冷空气直接进入排风管，负面影响除尘组织工作效率；排风和插入深度一般以略低进风口高部的位置为宜。

 

3.1.4 排灰口

排灰口的大小与内部结构对除尘组织工作效率有直接的负面影响。增大排灰口直径可使除尘器提高压力除，对提高除尘组织工作效率有利，但排灰口直径太大会导致粉尘的重新扬起。通常采用排灰口直径Do=(0.5-0.1)Dc。

 

3.2  操作工艺参数

    在旋风除尘器尺寸和内部结构定型的情况下，其除尘组织工作效率关键在于运行不利因素的负面影响。

 

3.2.1 流速

旋风除尘器是利用高速旋转来除尘的，高速旋转愈大，除尘效果愈好。在圆周体育运动（或曲线体育运动）中粉尘所受到的高速旋转为：F=ma

式中：F——高速旋转，N；

           m——粉尘的质量，kg；

            a——粉尘的离心加速率，m/s2 。

        因为，a=VT2 /R

式中：VT——微粒的切向速率，m/s；

            R——冷空气的转动直径，m。

         所以，F=mVT2 /R

可见，在旋风除尘器的内部结构固定（R不变），粉尘相同（m稳定）的情况下，增加旋风除尘器入口的冷空气速率，旋风除尘器的高速旋转就愈大。而旋风除尘器的JK气量为：Q=3600 AVT

式中：Q——旋风除尘器的JK气量，m3/h；

           A——旋风除尘器的JK截面积，m2。

 

所以，其中部结构固定（R不变，A不变）、粉尘相同（m稳定）的情况下，除尘器入口的冷空气速率与JK气量成正比，而旋风除尘器的JK气量是由引风机的进风量决定的。

可见，提高进风口冷空气速率，可增大除尘器内冷空气的切向速率，使粉尘受到的高速旋转增加，有利于提高其除尘组织工作效率，同时，也可提高处理含尘风量。但进风口冷空气速率提高，轴向和轴向速率也随之增大，湍流的负面影响增大。对每一种特定的粉尘旋风除尘器都有一个临界进风口冷空气速率，当CA过这个风速后，湍流的负面影响比分立促进作用增加更快，使部份已分立的粉尘重4m/s为宜。

 

3.2.2 粉尘的状况

粉尘微粒大小是负面影响出口浓度的关键不利因素。处于旋风除尘器外鱼坑的粉尘，在轴向同时受到两种力的促进作用，一是由转动冷空气的切向速率所造成的高速旋转，使粉尘受到向外的推移促进作用；另一个是由转动冷空气的轴向速率所造成的向心力，使粉尘受到向内的推移促进作用。其中、外鱼坑的剪率上，如果切向速率造成的高速旋转大于轴向速率造成的向心力，则粉尘在惯性高速旋转的推动下向壁终端，从而被分立出来；如果切向速率造成的高速旋转大于轴向速率造成的向心力，则粉尘在向心力的推动下进入内鱼坑，比较后经排风管排出。如果切向速率造成的高速旋转等于轴向速率造成的向心力，即促进作用在粉尘微粒上的外力等于零，从理论上讲，粉尘应在交界面上不停地转动。实际上由于冷空气处于湍流状况及各种随机不利因素的负面影响，处于这种状况的粉尘有50%的可能进入内鱼坑，有50%的可能向壁终端，除尘组织工作效率应为50%。此时分立的临界粉尘微粒称为分割粒径。这时，内小与粉尘微粒有关，微粒愈大，受到高速旋转愈大。当粉尘的粒径和切向速率愈大，轴向速率和排风管的直径愈小时，除尘效果愈好。液体中的灰分浓度也是负面影响出口浓度的关键不利因素。粉尘浓度增大时，粉尘易于凝聚，使较小的尘粒凝聚在一起而被富宇环保，同时，大微粒向器壁终端过程中也会将小微粒挟带至器壁或撞击而被分立。但由于除尘器内向下高速转动的冷空气使其高部的压力下降，部份冷空气也会挟带细小的微粒沿壁转动向下到达高部后，沿排气管壁转动向下由排气管排出，导致旋风除尘器的除尘组织工作效率不可能为100%。

 

       根据除尘组织工作效率计算公式：η=（1-So/Si）×100%

      式中：η——除尘组织工作效率；

               So——出口处的粉尘流出量，kg/h；

Si——JK处的粉尘流入量，kg/h。

因为旋风除尘器的除尘组织工作效率不可能为100%，当JK粉尘流入量增加后，除尘组织工作效率虽有提高，排风管排出粉尘的应该量也会大大增加。所以，要使排放口的粉尘浓度降低，则要降低入口粉尘浓度，可采取多个旋风除尘器串联使用的多级除尘方式，达到减少排放的目的。

 

3.2.3 运行的负面影响

旋风除尘器下部的严密性是负面影响除尘组织工作效率的又一个重要不利因素。含尘液体进入旋风除尘器后，沿壁自上而下作螺旋形转动体育运动，这股向下转动的冷空气到达菱形高部后，转而向下，沿支撑点向下转动。旋风除尘器内的压力分布，是轴向各断面的压力变化较小，轴向的压力变化较大（主要就指静压），这是由冷空气的轴向速率和轴向速率的分布决定的。冷空气在筒内作圆周运动，外侧的压力高于内侧，而在壁附近静压比较高，支撑点处静压比较低。即使旋风除尘器在正压下体育运动，支撑点处也为负压，且一直延伸到排灰口处的负压比较大，稍不严密，就会造成较大的漏风，已沉集下来的粉尘势必被上升冷空气带出排气管。所以，要使除尘组织工作效率达到设计要求，就要保证排灰口的严密性，并在保证排灰口的严密性的情况下，及时清除除尘器菱形高部的粉尘，若不能连续及时地排出，高浓度粉尘就会在高部流转，导致菱形过度磨损。

 

4    除尘器内部结构改进

在旋风除尘器的众多性能分项中，压力损失和分立组织工作效率是比较为重要的参数，其症结是消除“上灰环”。解决上灰环问题的方法之一是通过设置灰尘隔离室，即采用旁路式旋风除尘器，它主要就是在普通旋风除尘器的基础上增加一个螺旋形的旁路分立室，在除尘器高部逐步形成的上涡旋粉尘环，从旁路分立室引至菱形部份。这样可使导致除尘组织工作效率降低的伊瓦诺流变为能起粉尘聚集促进作用的上涡旋冷空气，提高除尘组织工作效率。除此之外，还可通过添加导向叶片、改变冷空气JK形状等措施来消除上灰环。为了解决边壁处的伊瓦诺污染源问题，可采用环缝气垫耐磨旋风除尘器，它是在普通旋风除尘器内侧设置环缝TA-O圈，粉尘在转动冷空气促进作用下向边壁靠近，然后利用靠近边壁处的下行气流将粉尘融入环缝，由于环缝的存有，不仅要以减少伊瓦诺污染源，而且使高速转动的上、下灰环消失，提高除尘组织工作效率。但这些方法实际使用效果并不是十分理想。现在提出一种新的改进方法使旋风除尘器的分立性能得到极大提高。改进后的新型旋风除尘器内部结构蟹蛛科花3。

这种新型旋风除尘器其中部结构相主要就改进如下：①JK管下斜5o-10o，使冷空气在转动的同时保证了向下的转动。并且下倾角确保了微粒反弹时应该折射朝下。向下转动，引起除尘器高部中的停留时间，有利于小微粒的沉降完全，且使向下转动的液体平缓地转变成折转向下的转动，从而使除尘组织工作效率得以提高。⑤除尘器下设缓冲料斗，有效改善废气在筒体内的壳状工况，减少了灰斗的反混现象和下灰环可能造成的子的高速旋转比在传统型除尘器中的高速旋转增大了1.4倍以上。而出口处，负压对粒子的吸力比传统型约小了1/4。因此，冷空气进筒后，微粒因惯性大，使稍小些的微粒在冷空气在旋风除尘器中停留时间内也能得到分立。出风

 

5   小结如何提高旋风除尘器组织工作效率是当前医药行业需要解决的一个重要课题。研究和分析负面影响旋风除尘器除尘组织工作效率的不利因素，是设计、选用、管理和维护旋风除尘器的前提，也是探求提高旋风除尘器除尘组织工作效率途径的必由之路。由于旋风除尘器内冷空气速率及粉尘微粒的体育运动等都较为复杂，负面影响其除尘组织工作效率的不利因素较多，需要我们进行全面分析，综合考虑，寻求比较优设计方案和运行管理方法。当前，旋风除尘器仍以其内部结构简单、体积小、制造维修方便、除尘组织工作效率较为理想等优点，成为目前饲料企业主要就除尘设备之一。随着旋风除尘器认识的进一步的深入和完善，它必将在医药行业除尘中发挥更大的促进作用。

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